Конструкторское и технологическое проектирование микроэлектронного варианта имитатора звука мотора

Поверхность корпуса считаем изотермической.3.2Расчёт теплового режимаПлата МСБ имеющая размеры 0.072×0.060×0.0035 м3 припаяна к технологической планке помещённая в корпус с размерами 0.13×0.068×0.006м3.Рассеиваемая мощность блока равняется. Температура окружающей средыtср=(-40…+40)°С.Определяем площадь внешней поверхности корпуса микроблока:Определяющий размер корпуса:Задаемся перегревом корпуса Δt = 10°С относительно температуры среды и определяем среднее значение температуры:По номограммам на рис.12 находим конвективный коэффициент теплопередачи и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде Вычислим суммарную тепловую проводимость между корпусом и средой в первом приближении:Расчетное значение перегрева корпуса:Будем считать расчёт законченным, если выполнится условие .В первом приближенииЗначит, считаем, что перегрев корпуса .Следовательно, среднеповерхностная температура корпуса микроблока:Определяем поверхность нагретой зоны:0.072×0.060×0.00350.13×0.068×0.006м3Рассчитываем средний зазор между поверхностью нагретой зоны и корпусом:Определяем коэффициент теплопередачи кондукцией через воздушный зазор между нагретой зоной и корпусом.,где: - коэффициент теплопроводности воздуха.Практика показывает, что коэффициент теплопередачи излучением от нагретой зоны к корпусу мало зависит от размеров нагретой зоны и корпуса и составляет приблизительно .Определяем тепловую проводимость технологической пластины , на которых лежит МСБ. Без учета теплового сопротивления контакта между МСБ и технологической пластины определяется только материалом (сплав ВТ1-0, ) и геометрическими размерами.Определим тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:Рассчитываем среднеповерхностную температуру нагретой зоны:Определяем температуру в центре нагретой зоны . Экспериментальноустановлено, что для конструкций микроблоков, выполненных на металлических ФЯ, перегрев в центре нагретой зоны не превышает 2…5°С. Поэтому принимаем 3.3 Оценка требуемой системы охлажденияОпределим тепловой поток По перечню элементов найдём допустимую рабочую температуру наименее теплостойкого элемента.Наименее теплостойкий элемент - навесной подстроечный резистор CA9 H2.5 470 КПоверхностная плотность теплового потока: где: Кн = 1 - поправочный коэффициент на давление окружающей среды.Тогда:По рисунку 13 определяем систему охлажденияДля этого найдём допустимый перегрев в конструкции Охлаждение системы можно обеспечить естественным и принудительным воздушным охлаждением.4. Оценка надёжности конструкцииОпределим электрическую нагрузку навесных компонентов.Электрическую нагрузку транзистора принимаем равной 0.7.Электрическую нагрузку резистора определяется отношением номинальной рассеиваемой мощности на навесном резистореR1 (0.1мВт), к допустимой рассеиваемой мощности (0.1Вт). Т.е.Электрическую нагрузку навесного конденсатора определяется отношением номинального наихудшего рабочее напряжение, прикладываемое к обкладкам конденсатора C1, - 4.5В, к допустимому рабочему напряжению по ТУ-6 В. Тогда Электрическую нагрузку плёночного резистора с Кф>1 рассчитана в пункте 1.5.1 и он не превышает 0.2.По таблице поправочного коэффициента (Л.1 табл. П 10.2) определим поправочный коэффициент а, при максимальной температуре в центре нагретой зоны приведённой в таблице. Т.к. в таблице не приведена нужная температура, то составим полином Лагранжа:По таблице справочных данных для расчёта надёжности (Л.1 табл. П 10.1) найдём интенсивность отказов элементов РЭС.Результаты представлены в таблице 3По таблицам определим поправочные коэффициенты (Л.1 табл. П 10.4, П 10.5, П 10.6) найдем поправочные коэффициенты по условиям эксплуатации составляют самолётного РЭС , , .Таблица 3Наименование элементаПоправочный коэффициентИнтенсивность отказовКоличествоНавесной резистор10,061Пленочный резистор Кф>10,6890,031Транзисторы1,0060,52Конденсаторы-0.061Пайка навесного монтажа-0,0311Пайка печатного монтажа-0,015Найдём надежность по внезапным отказам при заданном по ТЗ времени непрерывной работы (1600 часов):Найдем среднее время наработки на отказ:Вероятность безотказной работы за 1600 ч:т.е. откажет 4 МСБ из 1000. Библиографический список1. Основы конструирования и технологии РЭС: Учебное пособие для курсового проектирования / Авт.: В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др. – М.: Изд-во МАИ, 2000.3. Монтаж микроэлектронной аппаратуры. Г.Я. Гуськов, Г.А. Блинов, А.А. Газаров. 4. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Конструирование и технология производства РЭА».В.С.Лукин, В.В. Чермошенский, Т.Л. Воробьёва. МАИ, 1981.5. Сайты радиоэлектронных компонентов: www.chipdip.ru, www.bmgplus.ru, www.chipfind.ru